Mehrphasenreaktor für katalytische Reaktionen unter hohen Drücken am Beispiel der Hydratisierung von Olefinen mit stark sauren Ionenaustauschharzen

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Viele chemische Prozesse laufen in mehrphasigen Systemen ab. Eine Besonderheit innerhalb der mehrphasigen Systeme sind feststoffkatalysierte Reaktionen in nicht oder nur begrenzt miteinander mischbaren Flüssigkeiten. Die Hydratisierung niedermolekularer Olefine wie Buten und Propen sind Beispiele für solch ein System. Diese industriell bedeutsamen Reaktionen werden unter hohem Druck (bis 100 bar) durchgeführt, so dass die Olefine als Flüssigkeiten vorliegen. Als fester Katalysator wird ein saurer Ionenaustauscher verwendet. Olefin und Wasser sind nur begrenzt ineinander mischbar. Das Reaktionsgeschehen wird maßgeblich durch die Verteilung des Katalysators in den beteiligten flüssigen Phasen bestimmt sowie durch die Phasengleichgewichte von Reaktanden und Produkten. Zu diesem wichtigen Forschungsgebiet liegen bisher nur wenige Grundlagen vor, die das Phasenverhalten und die Kinetik technisch interessanter Reaktionen beschreiben. Insbesondere fehlt es an geeigneten Laborreaktoren, die eine Beobachtung der Phasengrenzfläche unter hohem Druck direkt ermöglichen. Dabei soll auch die Anordnung des Katalysators wahlweise in der organischen oder der Wasserphase möglich sein. Weiter sollten Einsatzverhältnis und hold-up im Reaktor unabhängig voneinander einstellbar sein. Am Beispiel der Hydratisierung von 1-Buten soll dieser Reaktor erprobt werden sowie reaktionstechnische Untersuchungen durchgeführt werden.